隨著我國“碳達峰”與 “碳中和”目標的提出,各行各業(yè)對于產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)的碳排放量提出了更高的要求,而產(chǎn)品輕量化正是絕大部分產(chǎn)品節(jié)能減排的最有效的措施之一。纖維增強塑料(Fiber Reinforced Plastic,簡稱FRP)具有輕質(zhì)、高強、材料性能可設(shè)計等優(yōu)點,因此FRP成為了目前產(chǎn)品輕量化的首要選項。與金屬桿件相比,F(xiàn)RP桿件在比強度、比剛度、耐腐蝕性等方面均有優(yōu)異的表現(xiàn),在各個行業(yè)都有廣泛應(yīng)用。
在橋梁工程行業(yè),目前世界上所有的超大跨橋梁都是使用高強鋼拉索,隨著跨度的增加,會導(dǎo)致剛度降低、承載效率低和疲勞腐蝕問題。為了解決這些問題,使用FRP拉索(一般采用多根FRP桿件組成一根FRP拉索)替代鋼拉索就是國內(nèi)外重點研究的方向。2021年建成的聊城徒駭河大橋是世界最大跨、國內(nèi)首座CFRP拉索車行橋,對于FRP拉索在橋梁工程的應(yīng)用有著里程碑的意義。
鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)是土木工程中應(yīng)用最多的建筑結(jié)構(gòu),其中的鋼筋存在密度大、疲勞性差、易發(fā)生腐蝕等問題。與鋼筋相比,F(xiàn)RP筋質(zhì)量輕、抗拉強度高、熱膨脹系數(shù)更接近水泥、耐腐蝕性好,能夠顯著提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性,因此FRP筋混凝土是土木工程領(lǐng)域的重要研究方向。在歐美、日本等發(fā)達國家,F(xiàn)RP筋在土木工程中的應(yīng)用發(fā)展較快。
不管是FRP拉索還是FRP筋,對于FRP桿件的應(yīng)用來說,最重要的技術(shù)就是FRP桿件的連接技術(shù)。FRP桿件力學(xué)性能的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在軸向上,而橫向性能較差,因此必須選用合適的連接技術(shù),否則無法發(fā)揮FRP桿件的靜力學(xué)強度和疲勞強度。目前FRP桿件的連接技術(shù)主要有粘接以及粘接為主的混合連接,更適合輕量化、高強度的連接要求。
粘接技術(shù)屬于特殊過程,需要由專門的質(zhì)量管理體系來保證粘接接頭的質(zhì)量。逸發(fā)粘接及復(fù)材研究院是中國粘接質(zhì)量管理體系的引領(lǐng)者。逸發(fā)粘接及復(fù)材研究院是德國Fraunhofer IFAM在中國的戰(zhàn)略合作伙伴,有上海逸發(fā)粘接化工科技有限公司、逸發(fā)新材料研究院(江蘇)有限公司、逸發(fā)新材料(青島)有限公司和上海逸發(fā)商務(wù)咨詢有限公司四家企業(yè)。十余年來,逸發(fā)將EN17460/DIN6701和ISO21368/DIN2304等粘接標準引入中國,從軌道行業(yè)開始,覆蓋航空、汽車、家電、電子、造船、建筑等領(lǐng)域,助力中國制造業(yè)建立和完善在粘接應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)標準,同時也通過EAB培訓(xùn)、EAS培訓(xùn)、EAE培訓(xùn)為國內(nèi)培養(yǎng)了大批的粘接操作員(粘接操作工)、粘接技師和粘接工程師,大大地豐富了國內(nèi)的粘接人才。目前逸發(fā)粘接及復(fù)材研究院還將復(fù)材維修、復(fù)材技師等培訓(xùn)也帶入中國。通過這些粘接質(zhì)量管理體系和粘接培訓(xùn)能夠大大提升FRP桿件的連接質(zhì)量,同時也能夠推動了FRP桿件的應(yīng)用。
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